一种适用于深水环境的电液作动器

本发明属于作动设备，具体涉及一种适用于深水环境的电液作动器。

背景技术：

1、在主动控制系统中，作动器是实施主动控制的关键部件，其应用十分广泛。根据作用原理的不同，常规的作动器通常可分为机电式（ema）和电液式（eha）两种。

2、其中，机电式的做法是通过电机直接带动减速机构推动，其往往存在功率密度小、可靠性差、难以适用于深水压力环境（如深海压力环境）等问题。相比之下，电液式作动器虽然出力大，但常规的电液式作动器往往结构复杂，设计结构不够紧凑，同样难以适用于深水作用环境；而且，现有的电液式作动器大多为异形结构，导致其在深水的压力环境下极易发生变形，很难满足深水压力环境下的使用需求，存在一定的局限性。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种适用于深水环境的电液作动器，能够有效满足作动器在深水环境下的使用需求，保证作动器在深水环境下的使用可靠性，延长作动器在深水环境下的使用寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供一种适用于深水环境的电液作动器，包括壳体，所述壳体为外轮廓呈圆柱形的耐压壳体，其一端为贯穿开设有活塞腔的液压缸缸体，另一端为形成有装配腔的装配端；

3、所述装配腔同轴连通所述活塞腔，其内径大于所述活塞腔的外径，并在两者的交界处形成有环形台阶；

4、所述活塞腔中同轴嵌设有活塞杆，并在活塞腔端部对应活塞杆密封装配有密封组；所述活塞杆的中部形成有外径大于两端外径的活塞部，该活塞部的外径与所述活塞腔的内径匹配，并在与所述活塞腔装配后将其分隔为第一腔室和连通装配腔的第二腔室；

5、所述装配端的端部由第一端盖密封，且装配腔中偏心嵌设有共轴集成电液泵；所述共轴集成电液泵正对环形台阶的一端由集成阀组密封装配，并在其另一端密封装配有第二端盖；

6、所述液压缸缸体背离密封组的一端由集成阀组密封，并在活塞腔中充满设置有油液；所述集成阀组上设置有彼此独立的第一油孔和第二油孔；所述第一油孔与共轴集成电液泵的第一油口连通，所述第二油孔与共轴集成电液泵的第二油口连通；且所述液压缸缸体上对应两油孔分别开设有油道，即一端与第一腔室连通、另一端与第一油孔连通的第一油道，以及一端与第二腔室连通、另一端与第二油孔连通的第二油道；继而，通过控制共轴集成电液泵中的伺服电机工作，便可带动共轴集成电液泵中的液压泵正转或者反转，进而实现油液在第一腔室、第二腔室中的流动，从而推动活塞杆伸出或者缩回，以此完成作动过程。

7、作为本发明的进一步改进，所述共轴集成电液泵外部的装配腔中填满有油液，并在该装配腔中设置有海水压力补偿器；

8、所述海水压力补偿器设置在第一端盖上，其包括两个单侧开口的外壳，即第一外壳和第二外壳；两外壳的开口处密封装配并形成封闭空腔，且两开口处封装有滚动膜片；所述滚动膜片将所述封闭空腔分隔为进水腔和进油腔，且该滚动膜片的面积大于开口的截面积，使得该滚动膜片可在两侧液压变化时进行滚动变位；

9、相应地，所述第一外壳和所述第一端盖上分别开设有将所述进水腔与第一端盖外部连通的进水口，且所述第二外壳上开设有将所述进油腔与装配腔连通的进油口。

10、作为本发明的进一步改进，在第一外壳和/或第二外壳中还设置导向组件，其包括导向杆和弹簧；

11、所述导向杆包括杆体和外径大于该杆体外径的端帽，所述端帽的端面与滚动膜片抵接；所述弹簧套设在所述杆体的外周，并在对应外壳上开设有用于所述杆体穿过的通孔，且所述弹簧可在滚动膜片运动时由所述端帽压紧在对应外壳内壁面以及端帽之间。

12、作为本发明的进一步改进，所述集成阀组和所述液压泵的齿轮轴上同轴开设有装配孔，用于活塞杆背离所述密封组一端的嵌设装配。

13、作为本发明的进一步改进，所述装配孔贯穿所述第二端盖，并在该第二端盖上对应所述装配孔设置有位移检测组件；

14、所述位移检测组件包括密封安装座和位移传感器；所述密封安装座密封装配于第二端盖上；所述位移传感器的一端连接在密封安装座上，其另一端沿活塞杆的轴向延伸，并在该活塞杆的端部沿轴向开设有位移盲孔；所述位移传感器的一端嵌设于所述位移盲孔中。

15、作为本发明的进一步改进，所述集成阀组的外周形成有与装配腔连通的油液腔，并在所述集成阀组上对应至少一个油孔设置有单向阀油道，以之实现装配腔中油液向活塞腔中的单向补充。

16、作为本发明的进一步改进，所述装配腔中还对应所述伺服电机设置有电气接线盒，并在所述第一端盖上设置有防水航插。

17、作为本发明的进一步改进，所述第一油道和/或第二油道包括径向孔段和轴向孔段；

18、所述径向孔段的一端连通对应腔室，另一端与所述壳体的外壁面连通；所述轴向孔段的一端连通环形台阶，另一端连通所述径向孔段，且所述径向孔段背离腔室的端部由耐压密封件封闭。

19、作为本发明的进一步改进，所述共轴集成电液泵包括机壳和在该机壳内由外至内依次设置的定子、转子，所述转子的中部同轴设置有齿圈，该齿圈中偏心设置有齿轮轴，且该齿轮轴的轴线与转子的轴线平行间隔设置；

20、所述齿轮轴的一侧与齿圈的内齿啮合，并在其另一侧与齿圈之间设置有月牙块，该月牙块的一端固定连接，并在其两端分别形成有与液压泵两油口连通的啮合容腔。

21、作为本发明的进一步改进，所述齿轮轴的轴线、所述齿圈的轴线、所述月牙块的中线位于同一个平面，且所述月牙块的两端以该平面对称设置。

22、上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

23、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：

24、（1）本发明的适用于深水环境的电液作动器，其包括具有液压缸缸体、装配端的壳体，利用活塞杆、密封组、集成阀组、共轴集成电液泵、第一端盖等结构在壳体上的组合装配，以及油液填充和对应油孔、油道、油口的对应设置，能够有效实现活塞杆的电液伸缩驱动，保证作动器运行使用的准确性和可靠性；同时，基于壳体的圆柱形构造设计，使得耐压壳体在深水中使用时各部位承受水压保持一致，避免了壳体受水压作用而发生的变形、损坏，延长了壳体的使用寿命。

25、（2）本发明的适用于深水环境的电液作动器，其通过在装配腔中充填油液，并在其中设置海水压力补偿器，利用海水压力补偿器中两外壳、滚动膜片以及导向组件和各孔洞的对应开设，使得与装配腔连通的进油腔和与外部水环境连通的进水腔可通过滚动膜片的滚动位移改变体积，进而实现装配腔内油压与外部水压的补偿，确保装配腔内外液压保持一致或接近，进一步减轻壳体承受的水压作用，提升作动器在深水中的使用效果，进一步延长作动器的使用寿命。

26、（3）本发明的适用于深水环境的电液作动器，其通过优选设置共轴集成电液泵与集成阀组的装配结构，使得作动器的整体结构更加紧凑，装置的体积和重量可以进一步缩小；同时，通过在集成阀组与共轴集成电液泵的齿轮轴上同轴开设装配孔，使得活塞杆靠近第一端盖的一端可装配嵌设于装配孔中，进而使得活塞部可以运动到集成阀组的端面处，以此设置，有效提升了活塞杆的运动行程，进一步提升了作动器的功能性，扩大了其适用范围。

27、（4）本发明的适用于深水环境的电液作动器，其通过对应共轴集成电液泵、活塞杆设置包括密封安装座、位移传感器的位移检测组件，配合活塞杆端部位移盲孔的开设，可以实现活塞杆运动行程的准确获知，进一步提升了作动器的使用、控制准确性，提升了作动器的使用性能。

28、（5）本发明中适用于深水环境的电液作动器，其利用在集成阀组外形成与装配腔连通的油液腔，并在集成阀组上设置与对应油孔连通的单向阀油道，使得装配腔中的油液可向活塞腔中单向补充，以此实现了活塞腔中油液因装配、使用所导致泄漏时的补充，保证了活塞杆控制的准确性。

29、（6）本发明中适用于深水环境的电液作动器，其结构紧凑，控制准确，能够有效实现作动器在深水环境下的作动控制，满足作动器在深水环境下的控制、应用需求，提升作动器在深水环境下的使用可靠性，延长作动器在深水环境下的使用寿命，具有较好的实用价值。